CN105807702A - 光伏电站的数据采集与监控*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏电站的数据采集与监控***，包括：光伏发电设备数据采集单元；太阳能辐射采集模块；雨天环境检测设备、制动设备和主控设备等。本发明实现正确掌握光伏电站的运行状态，实现提高效率，有助于快速诊断***故障状态，对提高光伏电站的运行的可靠性、安全性与经济效益具有重要作用。

Description

光伏电站的数据采集与监控***

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种光伏电站的数据采集与监控***。

背景技术

光伏发电***的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。

光伏电站所在的地区一般都比较偏远，而且环境恶劣，并且监控参数多，这都会给光伏电站的控制带来不利影响。因此，如何实现对于光伏电站的监控便成了棘手的问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种光伏电站的数据采集与监控***，设置于雨天避障式无人驾驶电动车，所述电动车包括雨天环境检测设备、制动设备和主控设备，雨天环境检测设备用于检测电动车在雨天的环境参数，主控设备与雨天环境检测设备和制动设备分别连接，用于基于雨天环境检测设备的输出确定对制动设备的控制策略。

更具体地，在所述雨天避障式无人驾驶电动车中，包括：时分双工通信设备，位于电动车的车身外侧，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于将凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果通过无线通信链路实时无线发送给远端的电动车控制中心；还用于基于电动车的当前北斗星导航位置从远端的充电站管理服务器处接收电动车的当前北斗星导航位置附近各个充电站的占用百分比，还从远端的交通管理服务器处接收抵达当前北斗星导航位置附近各个充电站所分别对应的各个路段的拥堵程度；液晶显示屏，位于电动车的仪表盘内，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于实时显示凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果；北斗星定位仪，用于接收北斗星导航定位卫星实时发送的、电动车的当前北斗星导航位置，还用于接收北斗星导航电子地图中、电动车的当前北斗星导航位置附近各个充电站的北斗星导航位置；电量检测设备，设置在电动车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；雨量传感器，位于电动车的车身外侧，用于检测电动车周围的雨量并作为实时雨量输出；亮度传感器，位于电动车的车身外侧，用于检测电动车周围的环境亮度并作为实时环境亮度输出；红外热成像设备，位于电动车的车身的正前方，用于对电动车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像；目标模版存储设备，位于电动车的仪表盘内，预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版；并行通信设备，位于红外热成像设备和凌阳SPCE061A芯片之间，用于提供红外热成像设备和凌阳SPCE061A芯片之间的并行数据通信；车辆速度传感器，位于电动车的仪表盘内，用于实时检测并输出电动车的实时车速；车辆制动执行设备，位于电动车的驱动车轮的上方，与凌阳SPCE061A芯片和盘式制动器连接，用于接收制动信号，并基于制动信号对盘式制动器执行制动控制；盘式制动器，位于电动车的驱动车轮的上方，用于在车辆制动执行设备的制动控制下对电动车的驱动车轮执行制动操作；凌阳SPCE061A芯片，位于电动车的仪表盘内，与雨量传感器、亮度传感器、并行通信设备、目标模版存储设备、车辆速度传感器、车辆制动执行设备和液晶显示屏分别连接，当接收到的实时雨量小于等于预设雨量阈值或接收到的实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，通过并行通信设备启动红外热成像设备，凌阳SPCE061A芯片进入红外热成像检测模式，当接收到的实时雨量大于预设雨量阈值且接收到的实时环境亮度大于预设亮度阈值时，通过并行通信设备关闭红外热成像设备，凌阳SPCE061A芯片退出红外热成像检测模式；其中，凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式执行以下判断操作：识别前方红外图像中的目标并从前方红外图像处分割出目标子图像，将目标子图像与基准行人图像模版以确定是否存在行人，将目标子图像与各种基准障碍物图像模版逐一匹配，以确定是否存在障碍物并输出对应的障碍物类型；凌阳SPCE061A芯片在确定存在行人或障碍物时，向车辆制动执行设备发送制动信号；其中，凌阳SPCE061A芯片还与时分双工通信设备、电量检测设备和北斗星定位仪分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，启动时分双工通信设备和北斗星定位仪，从北斗星定位仪处接收当前北斗星导航位置和附近各个充电站的北斗星导航位置，将当前北斗星导航位置发送给时分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比以及附近各个充电站分别对应的各个路段的拥堵程度，基于当前北斗星导航位置和附近各个充电站的北斗星导航位置确定当前北斗星导航位置到附近各个充电站的北斗星导航位置的各个充电站北斗星导航距离，基于每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度权重、附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的北斗星导航距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，北斗星导航距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站。

更具体地，在所述雨天避障式无人驾驶电动车中：凌阳SPCE061A芯片根据目标充电站的北斗星导航距离和目标充电站对应的路段的拥堵程度确定对电动车的控制速度。

更具体地，在所述雨天避障式无人驾驶电动车中：预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为预设固定数值。

更具体地，在所述雨天避障式无人驾驶电动车中：预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为可变数值。

更具体地，在所述雨天避障式无人驾驶电动车中：液晶显示屏还用于显示实时车速，时分双工通信设备还用于无线发送实时车速。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的雨天避障式无人驾驶电动车的结构方框图。

附图标记：1雨天环境检测设备；2制动设备；3主控设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的雨天避障式无人驾驶电动车的实施方案进行详细说明。

电动车的历史并不比内燃机汽车短，它也是最古老的汽车之一，甚至比奥托循环发动机(柴油机)和奔驰发动机(汽油机)还要早。苏格兰商人罗伯特-安德森在1832年到1839年之间(准确时间不明)研发出电动车。

1835年，荷兰教授SibrandusStratingh设计了一款小型电动车，他的助手克里斯托弗-贝克则负责制造。但更具实用价值，更成功的电动车由美国人托马斯-达文波特和苏格兰人罗伯特-戴维森在1842年研制，他们首次使用了不可充电电池。

GastonPlante于1865年在法国研发出性能更好的蓄电池，其同乡卡米尔-福尔又在1881年对电池进行了改进，提高了电池容量，为电动车的发展铺平了道路。奥地利发明家FranzKravogl在1867年的巴黎世界博览会推出了一款双轮驱动电动车。法国和英国成为第一批支持发展电动车发展的国家。在内燃机汽车兴盛之前，电动车就创造了许多速度和行驶距离的记录。

然而，由于电动车本身结构的原因，有几个问题导致汽车市场长期被传统能源汽车所占据：一是续航能力不足，还不太适合长途跑，一般的私家车都有这方面的需求，所以这方面解决不了很难发展的好；二是造价成本高，这样一来到消费者手中的时候，很难让人接受这么一个价格高并且续航里程短的东西；第三个方面就是充电桩不够普及，无法为电动车用户解决后顾之忧。

直到近年来传统能源汽车引起的环境污染以及能源耗尽等问题，汽车制造商才重新将目光转向电动车，由于电动车零排放、无污染以及相对体积小，相比较传统能源汽车来说，可持续发展空间较大，同时，为了解决电动车本身带来的上述问题，汽车制造商对电动车的电池、性价比以及充电桩的普及等几个方面都做出了改善，电动车重新恢复汽车市场的占领分额。

即使如此，现有技术中的电动车仍存在以下几个问题需要解决：首先，在恶劣的雨天行驶环境下，无法识别前方的人体或障碍物类型，也无法自动执行相应的制动操作；其次，只提供了简单的导航数据，无法在电量不足时，自行选择附近快捷的充电站作为目标充电站前往，导致充电效率不高，整车的智能化水平低下。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种雨天避障式无人驾驶电动车，能够在雨天行驶环境下，根据实时雨量自动开启前方目标识别功能，及时检测出前方是否存在人体，以及前方障碍物类型，以便于执行相应的制动策略，同时，在剩余电量不足时，能够科学地选择出附近最方便的充电站前往，从而能够以最快速度为电动车充电，避免抛锚情况发生。

图1为根据本发明实施方案示出的雨天避障式无人驾驶电动车的结构方框图，所述电动车包括雨天环境检测设备、制动设备和主控设备，雨天环境检测设备用于检测电动车在雨天的环境参数，主控设备与雨天环境检测设备和制动设备分别连接，用于基于雨天环境检测设备的输出确定对制动设备的控制策略。

接着，继续对本发明的雨天避障式无人驾驶电动车的具体结构进行进一步的说明。

所述电动车包括：时分双工通信设备，位于电动车的车身外侧，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于将凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果通过无线通信链路实时无线发送给远端的电动车控制中心；还用于基于电动车的当前北斗星导航位置从远端的充电站管理服务器处接收电动车的当前北斗星导航位置附近各个充电站的占用百分比，还从远端的交通管理服务器处接收抵达当前北斗星导航位置附近各个充电站所分别对应的各个路段的拥堵程度。

所述电动车包括：液晶显示屏，位于电动车的仪表盘内，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于实时显示凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果。

所述电动车包括：北斗星定位仪，用于接收北斗星导航定位卫星实时发送的、电动车的当前北斗星导航位置，还用于接收北斗星导航电子地图中、电动车的当前北斗星导航位置附近各个充电站的北斗星导航位置。

所述电动车包括：电量检测设备，设置在电动车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；雨量传感器，位于电动车的车身外侧，用于检测电动车周围的雨量并作为实时雨量输出。

所述电动车包括：亮度传感器，位于电动车的车身外侧，用于检测电动车周围的环境亮度并作为实时环境亮度输出；红外热成像设备，位于电动车的车身的正前方，用于对电动车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像。

所述电动车包括：目标模版存储设备，位于电动车的仪表盘内，预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版；并行通信设备，位于红外热成像设备和凌阳SPCE061A芯片之间，用于提供红外热成像设备和凌阳SPCE061A芯片之间的并行数据通信。

所述电动车包括：车辆速度传感器，位于电动车的仪表盘内，用于实时检测并输出电动车的实时车速；车辆制动执行设备，位于电动车的驱动车轮的上方，与凌阳SPCE061A芯片和盘式制动器连接，用于接收制动信号，并基于制动信号对盘式制动器执行制动控制。

所述电动车包括：盘式制动器，位于电动车的驱动车轮的上方，用于在车辆制动执行设备的制动控制下对电动车的驱动车轮执行制动操作。

所述电动车包括：凌阳SPCE061A芯片，位于电动车的仪表盘内，与雨量传感器、亮度传感器、并行通信设备、目标模版存储设备、车辆速度传感器、车辆制动执行设备和液晶显示屏分别连接，当接收到的实时雨量小于等于预设雨量阈值或接收到的实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，通过并行通信设备启动红外热成像设备，凌阳SPCE061A芯片进入红外热成像检测模式，当接收到的实时雨量大于预设雨量阈值且接收到的实时环境亮度大于预设亮度阈值时，通过并行通信设备关闭红外热成像设备，凌阳SPCE061A芯片退出红外热成像检测模式。

其中，凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式执行以下判断操作：识别前方红外图像中的目标并从前方红外图像处分割出目标子图像，将目标子图像与基准行人图像模版以确定是否存在行人，将目标子图像与各种基准障碍物图像模版逐一匹配，以确定是否存在障碍物并输出对应的障碍物类型；凌阳SPCE061A芯片在确定存在行人或障碍物时，向车辆制动执行设备发送制动信号。

其中，凌阳SPCE061A芯片还与时分双工通信设备、电量检测设备和北斗星定位仪分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，启动时分双工通信设备和北斗星定位仪，从北斗星定位仪处接收当前北斗星导航位置和附近各个充电站的北斗星导航位置，将当前北斗星导航位置发送给时分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比以及附近各个充电站分别对应的各个路段的拥堵程度，基于当前北斗星导航位置和附近各个充电站的北斗星导航位置确定当前北斗星导航位置到附近各个充电站的北斗星导航位置的各个充电站北斗星导航距离，基于每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度权重、附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的北斗星导航距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，北斗星导航距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站。

可选地，在所述电动车中：凌阳SPCE061A芯片根据目标充电站的北斗星导航距离和目标充电站对应的路段的拥堵程度确定对电动车的控制速度；预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为预设固定数值；预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为可变数值；以及液晶显示屏还可以用于显示实时车速，时分双工通信设备还用于无线发送实时车速。

另外，导航定位分二维和三维。二维定位只能确定用户在当地水平面内的经、纬度坐标；三维定位还能给出高度坐标。多普勒导航卫星的均方定位精度在静态时为20～50米(双频)及80～400米(单频)。在动态时,受航速等误差影响较大，定位精度会降低。时间测距导航卫星的三维定位精度可达十几米(军用),粗定位精度100米左右(民用)，测速精度优于0.1米/秒，授时精度优于1微秒。

北斗卫星导航***是中国自行研制的全球卫星定位与通信***(BDS)，是继美全球定位***(GPS)和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航***。***由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗***空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

采用本发明的雨天避障式无人驾驶电动车，针对现有技术无法为电动车提供雨天避障机制以及无法为电动车提供快捷充电站技术问题，通过引入环境雨量检测设备确定是否进入雨天行驶模式，通过引入红外热成像设备和图像识别设备以检测前方目标类型，并进一步执行相应制动操作，同时，还引入了导航设备、无线通信设备以确定附近充电效率最高的充电站供电动车参考，从而在保障电动车电量的同时，实现雨天的自动避障。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种光伏电站的数据采集与监控***，设置于雨天避障式无人驾驶电动车，所述电动车包括雨天环境检测设备、制动设备和主控设备，雨天环境检测设备用于检测电动车在雨天的环境参数，主控设备与雨天环境检测设备和制动设备分别连接，用于基于雨天环境检测设备的输出确定对制动设备的控制策略。

2.如权利要求1所述的光伏电站的数据采集与监控***，其特征在于，所述电动车包括：

时分双工通信设备，位于电动车的车身外侧，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于将凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果通过无线通信链路实时无线发送给远端的电动车控制中心；还用于基于电动车的当前北斗星导航位置从远端的充电站管理服务器处接收电动车的当前北斗星导航位置附近各个充电站的占用百分比，还从远端的交通管理服务器处接收抵达当前北斗星导航位置附近各个充电站所分别对应的各个路段的拥堵程度；

液晶显示屏，位于电动车的仪表盘内，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于实时显示凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果；

北斗星定位仪，用于接收北斗星导航定位卫星实时发送的、电动车的当前北斗星导航位置，还用于接收北斗星导航电子地图中、电动车的当前北斗星导航位置附近各个充电站的北斗星导航位置；

电量检测设备，设置在电动车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；

雨量传感器，位于电动车的车身外侧，用于检测电动车周围的雨量并作为实时雨量输出；

亮度传感器，位于电动车的车身外侧，用于检测电动车周围的环境亮度并作为实时环境亮度输出；

红外热成像设备，位于电动车的车身的正前方，用于对电动车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像；

目标模版存储设备，位于电动车的仪表盘内，预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版；

并行通信设备，位于红外热成像设备和凌阳SPCE061A芯片之间，用于提供红外热成像设备和凌阳SPCE061A芯片之间的并行数据通信；

车辆速度传感器，位于电动车的仪表盘内，用于实时检测并输出电动车的实时车速；

车辆制动执行设备，位于电动车的驱动车轮的上方，与凌阳SPCE061A芯片和盘式制动器连接，用于接收制动信号，并基于制动信号对盘式制动器执行制动控制；

盘式制动器，位于电动车的驱动车轮的上方，用于在车辆制动执行设备的制动控制下对电动车的驱动车轮执行制动操作；

凌阳SPCE061A芯片，位于电动车的仪表盘内，与雨量传感器、亮度传感器、并行通信设备、目标模版存储设备、车辆速度传感器、车辆制动执行设备和液晶显示屏分别连接，当接收到的实时雨量小于等于预设雨量阈值或接收到的实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，通过并行通信设备启动红外热成像设备，凌阳SPCE061A芯片进入红外热成像检测模式，当接收到的实时雨量大于预设雨量阈值且接收到的实时环境亮度大于预设亮度阈值时，通过并行通信设备关闭红外热成像设备，凌阳SPCE061A芯片退出红外热成像检测模式；

其中，凌阳SPCE061A芯片在红外热成像检测模式执行以下判断操作：识别前方红外图像中的目标并从前方红外图像处分割出目标子图像，将目标子图像与基准行人图像模版以确定是否存在行人，将目标子图像与各种基准障碍物图像模版逐一匹配，以确定是否存在障碍物并输出对应的障碍物类型；凌阳SPCE061A芯片在确定存在行人或障碍物时，向车辆制动执行设备发送制动信号；

其中，凌阳SPCE061A芯片还与时分双工通信设备、电量检测设备和北斗星定位仪分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，启动时分双工通信设备和北斗星定位仪，从北斗星定位仪处接收当前北斗星导航位置和附近各个充电站的北斗星导航位置，将当前北斗星导航位置发送给时分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比以及附近各个充电站分别对应的各个路段的拥堵程度，基于当前北斗星导航位置和附近各个充电站的北斗星导航位置确定当前北斗星导航位置到附近各个充电站的北斗星导航位置的各个充电站北斗星导航距离，基于每一个充电站对应的路段的拥堵程度、拥堵程度权重、附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的北斗星导航距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，拥堵程度越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，北斗星导航距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站。

3.如权利要求2所述的光伏电站的数据采集与监控***，其特征在于：

凌阳SPCE061A芯片根据目标充电站的北斗星导航距离和目标充电站对应的路段的拥堵程度确定对电动车的控制速度。

4.如权利要求2所述的光伏电站的数据采集与监控***，其特征在于：

预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为预设固定数值。

5.如权利要求2所述的光伏电站的数据采集与监控***，其特征在于：

预设电量阈值、拥堵程度权重、占用百分比权重和距离权重均为可变数值。

6.如权利要求2所述的光伏电站的数据采集与监控***，其特征在于：

液晶显示屏还用于显示实时车速，时分双工通信设备还用于无线发送实时车速。